就地热再生技术在沥青路面预防养护中的应用

1 引言

随着国民生活水平的提高，国内汽车数量飞速增加，高速公路路面所承受的汽车荷载逐年增加， 使得国内早期修建的高速公路出现车辙、龟裂、车辙等病害，严重影响路面使用性能，因此，大量早期修建的高等级公路需要进行养护。 传统的路面返修需要进行大量翻挖， 导致大量旧沥青混合料随意堆置，造成资源浪费[1]。为了使旧沥青混合料得到充分利用，沥青再生技术已成为路面养护的发展趋势，其中，就地热再生技术普遍用于目前高等级公路养护中。 故本文对该技术进行进一步研究，为道路养护建设提供一定技术指导。

2 工程概况

选取某高速公路养护工程K1501+200～K1502+200 段为例进行研究。 该高速公路设计车道为双向四车道， 设计车速80 km/h， 路基宽36 m， 路基平均填高3.5 m， 最大填高为5.7 m， 最小填高为2.8 m。 原路段结构在长期行车荷载作用下，路面结构严重损坏。 经研究，决定采用就地热在生技术该路段进行养护处理。

3 原材料性能检测

3.1 RAP中旧沥青性能检测

针入度、 软化点和延度是用来评价沥青混合料路用性能的三大物理指标，本文对试验路段的RAP 旧沥青性进行针入度、软化点和延度检测，同时与重庆70 号沥青三大指标进行对照分析，以判断RAP 中旧沥青老化程度，确保能否再次利用，试验结果见表1。

表1 旧沥青性能指标

由上述试验结果可知，就沥青针入度、软化点均大于重庆70 号沥青规范值，而延度大于重庆70 号沥青规范值，说明道路在多年交通荷载作用下，旧沥青已严重老化，需进行翻修、养护处理。

3.2 新沥青性能检测

本项目就地热再生技术养护施工中， 新沥青采用为SBS改性沥青，经检测各项性能否满足施工要求。

3.3 再生剂性能检测

再生剂是就地热再生技术施工中的重要添加剂， 本文对所选用再生剂的各项指标进行性能检测，检测结果见表2。

表2 再生剂性能检测

由上述试验结果可知，所选用的在生剂满足施工要求。

3.4 集料性能检测

本文选择石灰岩碎石，按照JTG E42—2005《公路工程集料试验规程》对集料性能检测，各项性能满足规范要求。

4 工程应用

4.1 施工工艺

4.1.1 施工前准备

养护路段需要进行封闭交通， 因此， 提前放置路用指示牌，并规划好备用路段。 清理病害路面原有的薄层罩面、灌封材料等，同时路面进行打扫，使路面干净整洁，方便施工[2]。

4.1.2 新混合料摊铺

本项目采用复拌再生工艺， 摊铺时复拌机跟随加热剂缓慢行驶，中途不得急刹、掉头等操作。 加热机组在施工时，应控制整个复拌机组行驶速度，通常在1.5～2.5 m/min。

4.1.3 新混合碾压

摊铺结束后进行碾压，其规则为：先轻压，后重压、先慢压，后快压、先压两边，后压中间，压实遍数在8 次以上，14 次以下为佳，初次压实采用三轮压路机，压实速度控制在1 km/h，静压3 遍；复压采用振动压路机，压实速度控制在1.5 km/h，重压5 遍；最终压实采用胶轮压路机，压实速度控制在1.5 km/h，静压2 遍[3]。

4.1.4 养护

在施工结束后不得立即开放交通， 需在养护完成后于晴天开放交通。

4.2 新生混合料高温性能研究

路面高温稳定性是评价沥青混合料质量的重要指标，良好的高温稳定性，可以有效抵抗路面车辙，使路面保持整洁，目前我国常用测定方法为车辙试验，以动稳定度进行评价，其公式如下：

式中，DS 为动稳定度， 次/mm；d1为对应时间t1的变形量，mm；d2为对应时间t2的变形量，mm；C1为修正系数，取1.0；C2为试件系数，取1.0；N 为试件轮碾速度，取42 次/min。

本文分别采用3 种油石比混合料试件， 并对其进行车辙试验，确保合适油石比并确保高温性能。 试验结果见表3 及图1。

图1 再生沥青混合料高温稳定性检测图

表3 再生沥青混合料高温稳定性检测表

由表3 可知，当油石比为4.8%时，动稳定度值分别为3 154 次/mm、3 088 次/mm、3 425 次/mm，均值为3 222 次/mm；当油石比为5.0%时，动稳定度值分别为4 255 次/mm、4 876 次/mm、5 613 次/mm，均值为4 915 次/mm；当油石比为5.2%时，动稳定度值分别为5 042 次/mm、4 521 次/mm、3 942 次/mm，均值为4 502 次/mm，均满足规范要求。 由图1可知，油石比与高温稳定性呈线性关系，先增加后降低，当油石比为5%时，新生混合料动稳定次数最大，高温新能最佳。因此，在满足高温性能要求下，可采用油石比为5%的再生混合料新能最佳。

3.2 新生混合料水温定性能研究

路面水稳定性是评价沥青混合料质量的重要指标之一，良好的水稳定性，可以有效抵抗路面病害，保证行车舒适，目前我国常用测定方法为浸水马歇尔试验。 本文分别采用3 种油石比混合料试件，并对其进行浸水马歇尔试验，确保合适油石比并确保水温定性。 试验结果如表4 及图2 所示。

图2 新生沥青混合料浸水马歇尔试验结果图

表4 新生沥青混合料浸水马歇尔试验结果表

由表4 可知，当油石比为4.8%时，浸水30 min 后稳定度为20.22 kN， 浸水48 h 后稳定度为17.31 kN， 残留稳定度为85.6%；当油石比为5.0%时，浸水30 min 后稳定度为20.87 kN，浸水48 h 后稳定度为18.54 kN，残留稳定度为88.8%；当油石比为5.2%时，浸水30 min 后稳定度为21.90 kN，浸水48 h 后稳定度为18.92 kN，残留稳定度为86.4%。 由图2 可知随着油石比增加，稳定度先增加后降低，在油石比为5%时，稳定度最大，说明此时水稳定性能最佳。 因此，在工地施工，可采用油石比为5%的再生混合料，此时水稳定性能较佳。

5 结语